Improving Reliability by Studying Device Functions
Laakkonen, Santeri (2021)
Laakkonen, Santeri
2021
Konetekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Mechanical Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-09-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202109076971
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202109076971
Tiivistelmä
This study aims to develop reliability of a device by studying its functions and components and their nature of failure. In this specific study, spreaders used in the handling of cargo containers were chosen as subject. The work focuses on spreaders for straddle carriers, but some of the results are also applicable to spreaders used, for example, in yard cranes. The purpose is to examine the current situation of generating functions of the spreaders in the target company, and to develop other possible solutions and the reliability of the spreaders. Any improvement in reliability will affect the device manufacturer's warranty costs and the customer's operating costs, as well as improve the usability of the device.
For the study, we received and analyzed the service records from the target company's systems for the past years, which shows the failures that occurred during the factory warranty, the consumed parts and the costs used for maintenance. In addition, to support this information, we received spreader specific fault codes from the last year from systems of the straddle carriers, as well as access to a customer company's own maintenance data for the post-warranty period. The probability of the device failure is visualized using Weibull distribution and Matlab.
The customer needs of the spreader were determined together with the company's sales support and engineering experts using house of quality belonging to QFD process. Therefore, a view of the attributes of the product that satisfy the customer's needs was created for the company, and it indicates the order of importance of the attributes.
As a result, we found that the problems of reliability of spreaders focus on certain areas. Using the analysis results as an aid, we succeeded to develop alternative solutions to the existing ones, and to component selections used to perform the functions of the spreader. We compared the developed concepts to existing solutions by using the house of quality defined in the study. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on kehittää laitteen luotettavuutta tutkimalla sen toimintoja ja komponentteja sekä niiden vikaantumisen luonnetta. Tutkimuksen kohteeksi valittiin rahtikonttien käsittelyssä käytettävät tarttujat. Työssä keskitytään konttilukkien tarttujiin, mutta osa tuloksista on sovellettavissa myös esimerkiksi pukkinostureissa käytettäviin tarttujiin. Tarkoituksena on tarkastella tarttujan toimintojen tuottamisen nykytilannetta kohdeyrityksessä, ja kehittää muita mahdollisia ratkaisuja ja tarttujien toimintavarmuutta. Luotettavuuden mahdollinen parantuminen tulee vaikuttamaan laitteen valmistajan takuun kustannuksiin ja asiakkaan käyttökustannuksiin, sekä parantamaan laitteen käytettävyyttä.
Tutkimusta varten saimme käyttöömme ja analysoitavaksi kohdeyrityksen järjestelmästä kuluneiden vuosien huoltokirjaukset, mistä selviää tehdastakuun aikana esiintyneet viat, kulutetut osat sekä huoltoon käytetyt kustannukset. Lisäksi tätä informaatiota tukemaan saimme järjestelmästä viimeisen vuoden ajalta tarttujia koskevat konttilukkien järjestelmien vikakoodit, sekä saimme käyttöömme erään asiakasyrityksen omaa huoltoja koskevaa dataa takuun jälkeiseltä ajalta. Laitteen vikaantumisen todennäköisyyttä havainnollistetaan käyttäen Weibull-jakaumaa ja Matlab-ohjelmaa.
Tarttujien asiakastarpeita määritettiin yhdessä yrityksen myynnin tuen ja teknisen suunnittelun asiantuntijoiden kanssa QFD-prosessiin kuuluvalla laadun talolla. Täten saimme luotua yritykselle kuvan tuotteen asiakkaan tarpeita tyydyttävistä ominaisuuksista ja niiden tärkeysjärjestyksestä.
Tuloksina havaitsimme konttilukkien tarttujien luotettavuuden ongelmien painottuvan tietyille osa-alueille. Analyysin tuloksia apuna käyttäen onnistuimme kehittämään vaihtoehtoisia ratkaisuja tarttujan toimintojen suorittamiseen käytettyihin ratkaisuihin ja komponenttivalintoihin. Kehitettyjä konsepteja vertasimme kohdeyrityksen käytössä oleviin ratkaisuihin käyttäen tutkimuksessa määritettyä laadun taloa.
For the study, we received and analyzed the service records from the target company's systems for the past years, which shows the failures that occurred during the factory warranty, the consumed parts and the costs used for maintenance. In addition, to support this information, we received spreader specific fault codes from the last year from systems of the straddle carriers, as well as access to a customer company's own maintenance data for the post-warranty period. The probability of the device failure is visualized using Weibull distribution and Matlab.
The customer needs of the spreader were determined together with the company's sales support and engineering experts using house of quality belonging to QFD process. Therefore, a view of the attributes of the product that satisfy the customer's needs was created for the company, and it indicates the order of importance of the attributes.
As a result, we found that the problems of reliability of spreaders focus on certain areas. Using the analysis results as an aid, we succeeded to develop alternative solutions to the existing ones, and to component selections used to perform the functions of the spreader. We compared the developed concepts to existing solutions by using the house of quality defined in the study.
Tutkimusta varten saimme käyttöömme ja analysoitavaksi kohdeyrityksen järjestelmästä kuluneiden vuosien huoltokirjaukset, mistä selviää tehdastakuun aikana esiintyneet viat, kulutetut osat sekä huoltoon käytetyt kustannukset. Lisäksi tätä informaatiota tukemaan saimme järjestelmästä viimeisen vuoden ajalta tarttujia koskevat konttilukkien järjestelmien vikakoodit, sekä saimme käyttöömme erään asiakasyrityksen omaa huoltoja koskevaa dataa takuun jälkeiseltä ajalta. Laitteen vikaantumisen todennäköisyyttä havainnollistetaan käyttäen Weibull-jakaumaa ja Matlab-ohjelmaa.
Tarttujien asiakastarpeita määritettiin yhdessä yrityksen myynnin tuen ja teknisen suunnittelun asiantuntijoiden kanssa QFD-prosessiin kuuluvalla laadun talolla. Täten saimme luotua yritykselle kuvan tuotteen asiakkaan tarpeita tyydyttävistä ominaisuuksista ja niiden tärkeysjärjestyksestä.
Tuloksina havaitsimme konttilukkien tarttujien luotettavuuden ongelmien painottuvan tietyille osa-alueille. Analyysin tuloksia apuna käyttäen onnistuimme kehittämään vaihtoehtoisia ratkaisuja tarttujan toimintojen suorittamiseen käytettyihin ratkaisuihin ja komponenttivalintoihin. Kehitettyjä konsepteja vertasimme kohdeyrityksen käytössä oleviin ratkaisuihin käyttäen tutkimuksessa määritettyä laadun taloa.